Gamme de production du levier

La gamme de production permet de définir les différentes opérations pour obtenir la pièce à partir d’un lopin. Elle établit tout le processus depuis le débitage du lopin jusqu’à la pièce finie en désignant les postes de travail et les conditions de mise en forme. Le tableau II.6 illustre la gamme de production du levier de direction véhicule automobile.

Tableau II.6 : Gamme de production du levier de direction.

Phase Sous phase

Opération Machine Outil de

contrôle 1 1-1 Débitage : Procéder au débitage des barres

υ45x260mm

Cisaille Ficep

Double Mètre

2 2-1 Contrôler les lopins débités

3 3-1 Chauffage : Disposer les lopins dans le four à un intervalle de 0.5

- Procéder au chauffage les lopins à la température 1200C°

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4-2

4-3

4-4

l’opération

- lors du roulage respecter le positionnement du lopin dans la gravure, veuillez au remplissage de la gravure du roulage

Pliage : Positionner le lopin sur la gravure du pliage et procéder à l’opération

Ebauchage : positionner le lopin sur la gravure d’ébauche (ébauchage et finition réalisés sur un même outil) et procéder à l’opération

Finition : positionner le lopin sur la gravure de finition et procéder à l’opération

Presse KH500

Presse KH500

Presse KH500

5 5-1 Ebavurage : positionner la pièce sur la matrice d’ébavurage et procéder à l’opération

Presse KH 250 /

6 6-1 Contrôle : procéder au contrôle des pièces /

7 7-1 Traitement thermique /

8 8-1 Grenaillage : Procéder au grenaillage des pièces

Grenailleuse W ST7

/

9 9-1 Expédition /

 (avec l’aimable autorisation de l’E.P.E. Ferrovial Annaba, Algérie). www.ferrovial.dz

L’inspection du procédé de production d’un levier de direction a permis de collecter des informations utiles afin de déterminer les actions à faire pour garantir une meilleure performance. Les principaux constats sont :

a) L’ébauche du levier de direction est obtenue en 4 phases principales. La phase 1 consiste en la préparation d’un lopin d’estampage par débitage, roulage et étirage en forgeage libre (Fig. II.6) suivie de la phase de pliage (phase2), sous une matrice sans empreinte par marteau pilon. Les phases 3 et 4 s’effectuent sur une matrice avec des empreintes d’ébauchage et de finition. Avant la phase de finition, les bavures sont enlevées sur une presse d’ébavurage.

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Figure II. 6 : Les 4 phases de mise en forme de l’ébauche d’un levier de direction. [FERROVIAL]

b) Le levier de direction se compose de parties qui présentent généralement une morphologie complexe, sur laquelle beaucoup d'attentions doivent être accordées dans le but d’analyser leur comportement pendant le processus de forgeage.

c) La pièce étant cambrée, la matrice présente un joint brisé (Figure II.7a). Dans ce cas, le bloc inférieur est le plus sollicité par les efforts de frappe et susceptible aux déformations. Ainsi, il est fortement recommandé de prévoir un talon dans le bloc inférieur qui va prendre plus de volume que le bloc supérieur. L'expérience montre que son épaisseur doit être au minimum égale à 1,5 fois sa hauteur [Husson]. L’exécution de telles matrices se fait en production unitaire sur des machines conventionnelles et demandent beaucoup d’arrachements du métal donc de pertes de matière première et un grand temps de fabrication. Globalement la gamme de fabrication des matrices se fait en 3 phases principales :

- usiner une saignée S dans le bloc inférieur, - usiner le joint brisé,

- graver les empreintes correspondant à la préforme et la pièce finie avec des techniques d’électroérosion et électrochimique. Cette dernière phase nécessite la préparation préalable des électrodes qui doivent reproduire fidèlement les gravures désirées. Il est intéressant de savoir si l’utilisation d’une matrice à joint plan (Figure II.7 c) comprenant étirage, roulage, gravure d'ébauche et gravure de finition, peut-être adaptée pour créer un

64 mise en forme.

Figure II.7 : a) Matrice à joint brisée ; b) Pièce cambrée ; c) Matrice à joint plan. [Husson]

d) Le contrôle des lopins débités d’une barre laminée, montre que les longueurs sont bien dans les tolérances puisqu’ils sont découpés sur une cisaille à ravitailleur semi-automatique permettant d’ajuster la longueur de prise. Les tolérances sur le diamètre sont données par les tolérances de la barre initiale et peuvent atteindre ± 1mm. Cette valeur est suffisamment grande pour donner des variations dans les côtes comme les diamètres et les longueurs des têtes du levier et aussi sur le volume des bavures qui posent problème lors d’une opération de forgeage.

e) Compte tenu du nombre d’heures de travail de la presse, elle doit subir des travaux de maintenance préventive définie par le tableau AMDEC qui sont programmés en collaboration avec les services de la production.

f) Le chauffage des lopins jusqu'à 1200°C se fait dans des fours à gaz et le transfert du lopin vers la machine génère une perte de chaleur.

g) Le préchauffage des matrices à une température de 250°C est réalisé par une plaque chauffante qui est doit être retirée lors des frappes. Une attention particulière est donnée à cette méthode de préchauffage puisqu’il existe toujours une chute de température.

Dans la prochaine rubrique, un plan d’expérience est développé pour modéliser le procédé d’obtention du levier sous le code de calcul Forge® Nxt afin d’optimiser le procédé. Ce plan d’expérience intègre les paramètres de forgeage qui doivent permettre de simuler au mieux les

65 peuvent être résumés comme suit:

- Matière de la pièce à forger

- Volume de la pièce de la pièce à forger - Géométrie de la pièce - Température de pièce - Matière de l’outillage - Température de l’outillage - Energie de la machine - Hauteur de frappe - Nombres de coup

II.5 Modélisation et Simulations du forgeage d’un levier cambré